УСТРОЙСТВО для ИЗЛ1ЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ Советский патент 1967 года по МПК G01N9/08 

Изобретение относится к области аналитического приборостроения.

Известно устройство для гидростатического взвешивания, содержащее блок взвешивания, блок измерения разности температур между образцом и эталоном и вспомогательную систему вакуумирования.

Предлагаемое устройство для измерения плотности твердых тел позволяет увеличить точность измерений, сократить время анализа и повысить надежность устройства. Это достигается тем, что узел перемешивания термостатируемой жидкости выполнен в виде двух рабочих цилиндров, представляющих собой заполненную термостатической жидкостью нижнюю часть герметичного корпуса и сообщающихся через четыре соединительные трубки. Последние попарно связаны распределительными трубками, каждая из которых снабжена клапаном. Верхняя соединительная трубка имеет вспомогательный патрубок, в верхней части которого расположен двухходовой вакуумный кран.

На чертеже представлена схема описываемого устройства для измерения плотности твердых тел.

дифференциальную термопару, размещенные в герметичном корпусе, снабл енном системой вакуумирования и узлом перемешивания жидкости.

Блок взвешивания состоит: из смонтированных на опорной раме 1 кварцевых крутильных микровесов 2, на концах обоих плеч коромысла которых укреплены тяги 3; промежуточных тяг 4 (каждая с указателем 5 и

рамкой 6); оптического отсчетного устройства в виде измерительного микроскопа МИР-2 7 с окуляр-микрометром МОВ-1-15 ; платиновых нитей 8 и платиновых корзинок 9 для образца 10 и эталона 11.

Дифференциальная термопара, предназначенная для измерения разности температур образца и эталона в процессе их взвешивания в жидкости, состоит из медных цилиндров 12, соединенных между собой Копелевым проводом 13, а с измерительной схемой - медными проводами 14.

Герметичный корпус включает: горизонтальный баллон 15, монтажные отверстия которого закрыты крышками 16, 17 (на крышке установлена термопарная манометрическая лампа 18 типа ЛТ-2, одноходовой вакуумный кран 19 и штуцер 20, соединяющий установку с форвакуумным насосом); несущие цилиндры 21; смотровые камеры 22; рабочие 24; соединительные цилиндры 25; капилляры 26 для вывода термопары; камеры 27 монтажа термопары с крышками 28; рабочие цилиндры 29, 30; соединительные трубки 31-34; патрубки 35 термометров; штуцер 36 воздушного насоса; двухходовой вакуумный кран 37; распределительные трубки 38, 39.

Крышки 16, 17, 28 снимают для установки или извлечения образца и эталона и других операций, связанных с использованием блока взвешивания.

Перед вакуумированием крышки 16, 17, 24, 28 закрепляют каждую на своем месте креплениями 40, представляюш,ими собой надетую на два стеклянных рожка резиновую стяжку, которая предохраняет крышку в случае возникновения повышенного давления в корпусе весов.

Горловина каждого патрубка 55 в процессе вакуумирования закрыта пробкой, которую извлекают непосредственно перед взвешиванием для установки в патрубке термометров, настроенных на заданный темнературный интервал, или калориметрических термометров.

Герметичный корпус помеш,ен в воздушный термостат. Предусмотрено дополнительное жидкостное термостатирование нижней части корпуса, заполненной почти до верха соединительной трубки 31 рабочей жидкостью, в которой производится взвешивание.

Перед каждым взвешиванием образца и эталона крышки 24 рабочих камер 23 закрывают, в нужном положении устанавливают пробки вакуумных кранов 19, 37, штуцеры 20, 36 соединяют резиновыми шлангами с форвакуумным и воздушным насосами соответственно, и внутри корпуса производится вакуумирование с одновременным перемешиванием термостатируемой жидкости.

При разрежении в корпусе рт. ст. эффективным перемешиванием жидкости в течение 10-15 мин. удаляют пузырьки воздуха с образца, эталона и частей подвески, образовавшиеся в нроцессе их погружения в жидкость, а также обеспечивают снижение разности температур между образцом и эталоном до °С. Это достигается тем, что узел перемешивания включает в себя два рабочих цилиндра 29, 30, заполненных термостатируемой жидкостью, в которую погружены образец 10 и эталон //, и сообш,аюш,ихся между собой при помощи четырех соединительных трубок 31, 32, 33, 34, попарно связанных распределительными трубками 38, 39, снабженными каждая баллоном 41 и 42 соответственно; причем верхняя соединительная трубка 31, снабженная распределительной трубкой 38, в верхней части которой расположен двухходовой вакуумный кран, связывает через систему баллонов 41, 42 воздушный насос с клапанами 43, 44 распределительных трубок 38, 39.

Для работы узла перемешивания пульсируюш,ее воздушное давление подается от воздушного насоса по шлангу к штуцеру 36 и через баллоны 41, 42 - к клапанам 43, 44. 5 При всасывающем ходе поршня насоса открывается нижний клапан 43, и жидкость из средней и нижней частей рабочих цилиндров 29, 30 попадает по соединительным трубкам 32, 34 в распределительную трубку 38, а из

0 нее в систему баллонов 41, 42.

При нагнетательном ходе поршня насоса нижний клапан 43 закрывается, а через открывшийся верхний клапан 44 жидкость поступает в распределительную трубку 39, затем - в соединительные трубки 31, 33, а из них - в верхнюю и среднюю части рабочих цилиндров.

При новом всасывающем и следующем за ним нагнетательном ходе поршня насоса они0 санные выше процессы повторяются. Этим осуществляется эффективная теплонередача между верхними и нижними слоями термостатируемой жидкости. Перемешивание ведется Б обоих рабочих цилиндрах одинаково и

наиболее эффективно происходит в центральной части рабочих цилиндров, т. е. там, где при взвешивании находятся образец и эталон. Непосредственно перед началом измерений вакуумирование внутри корпуса и перемешивание термостатируемой жидкости прекращают., в корпус впускают воздух во избежание излишнего испарения жидкости, снимают показания со шкалы гальванометра блока измерения разности температур образца и эталона.

Образец и эталон уравновешивают с помошью подвешиваемых на одну из рамок 6 небольших кусочков тонкой проволоки, предварительно взвешенной на балораторных микровесах. Для точного определения положения коромысла кварцевых микровесов на промежуточных тягах 4 имеются указатели 5, за из которых можно наблюдать в микроскоп 7. Затем образец подвергают тому

или иному воздействию, изменяющему его плотность, и вновь взвешивают в жидкости.

Предмет изобретения

Устройство для измерения плотности твердых тел, содержащее блок измерения разности температур, кварцевые крутильные микровесы, заключенные в герметичный корпус, снабженный системой вакуумирования и узлом перемешивания термостатируемой жидкости, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и надежности работы устройства, узел перемешивания термостатнруемой жидкости выполнен в виде двух рабочих цилиндров, представляющих собой заполненную термостатируемой жидкостью часть герметичного корпуса, сообщающихся между собой при помощи четыных распределительными трубками, каждая из которых снабжена клаианом, причем верхняя соединительная трубка снабжена

вспомогательным патрубком, в верхней части которого расположен двухходовой вакуумный кран.